Як працює лідар
Переклад Ірини Карабанова
Коли ви світите ліхтариком на об'єкт (поверхня), то ви бачите світло, відбите від об'єкта і повернувся на вашу сітківку. Світло поширюється дуже швидко - близько 300000 кілометрів в секунду, або 0,3 метра за наносекунду, тому включення світла здається миттєвим. Однак це не так. Світло повертається з деякою затримкою, яка залежить від відстані до об'єкта.
Відстань, яку пройшов фотон на шляху до об'єкта і назад, можна розрахувати за формулою:
відстань = (швидкість світла х час прольоту) / 2
Обладнання, необхідне для вимірювання цього малого проміжку часу, має працювати з надзвичайною швидкістю. Це стало можливим тільки з досягненнями в сучасній електроніці та обчислювальної техніки.
Лідар запускає швидкі короткі імпульси лазерного випромінювання на об'єкт (поверхня) з частотою до 150000 імпульсів в секунду. Датчик на приладі вимірює проміжок часу, необхідний для повернення імпульсу.
Світло рухається з постійною і відомою швидкістю, тому лідар може обчислити відстань між ним і цілі з високою точністю.
Існує два типи лідарних методів вимірювання: прямий метод вимірювання (також відомий як некогерентний), і когерентне детектування.
Когерентні системи найкраще підходять для доплеровских або фазочувствительного вимірювань і, як правило, використовують оптичне гетеродина детектування. Це дозволяє їм працювати при набагато меншої потужності, але за при цьому конструкція фотоприймальний схеми набагато складніше.
Мікроімпульсної лідари працюють на більш потужної комп'ютерної техніки з великими обчислювальними можливостями.
Ці лазери меншої потужності і класифікуються як "безпечні для очей", що дозволяє використовувати їх практично без особливих запобіжних заходів.
Лідари з великою енергією імпульсу в основному застосовуються для дослідження атмосфери, де вони часто використовуються для вимірювання різних параметрів атмосфери, таких як висота, нашарування і щільність хмар, властивості частинок хмари, температуру, тиск, вітер, вологість і концентрацію газів в атмосфері.
У більшості лідарних систем використовуються чотири основні компоненти: